怎樣選擇發(fā)動機的生產線
怎樣選擇發(fā)動機的生產線 Date: 2014/5/10怎樣選擇發(fā)動機的生產線
一條現(xiàn)代化的發(fā)動機生產線，要保證產品的技術要求，就要做到高精度；要有效地控制產品精度，就要做到高質量；要確保生產節(jié)拍，就要做到高效率；要有利于改型換代，還要做到高柔性。但以上這些條件還不夠，一條精益生產線還要做到投資合理，運行成本低廉，開工率高，使用壽命長。如何能使新生產線具有高效率、高精度和高質量的保證能力，成為每一位生產線規(guī)劃者必須著手解決的課題。
調研考察的必要性
生產線規(guī)劃的實質就是設備選型。由于設備選用的不同產生了剛性生產線和柔性生產線之分。究竟選擇什么樣的設備，大量的學習和調研考察十分必要。在實地考察中我們發(fā)現(xiàn)，有的企業(yè)將普通磨床用于曲軸精磨，雖然一時節(jié)省了成本，但是調主軸、修整砂輪耗費了大量時間，而且始終難以保證穩(wěn)定的磨削精度，致使一條投資幾千萬元的生產線一直不能穩(wěn)定地投入批量生產；雖然某些國產設備同國外設備相比價格便宜，但經常出現(xiàn)故障，影響到整條生產線的運行；也有的企業(yè)引進先進的珩磨工藝和高品質的珩磨機，提高了缸孔精度，延長了缸孔壽命，降低了油耗，提高了發(fā)動機的功率和扭矩。
通過一系列的調研考察，我們了解到了最先進的發(fā)動機加工工藝和最新的加工設備，如缸體/缸孔粗珩、精珩、滑動珩，珩后精度可達0.006mm；數控曲軸磨床、CBN砂輪、連桿徑隨動磨削，四缸曲軸九個軸徑一次完成精度達到0.002mm，粗糙度Ra0.02；數控凸輪軸磨床和CBN砂輪可將凸輪軸毛坯直接磨削成型。
設備選用三原則——好用、夠用、適用
所謂好用是指設備要先進、成熟、可靠，設備要先進，更要經過市場檢驗，獲得用戶認可。
所謂夠用是指立足于產品精度和生產綱領，滿足需要即可。生產線上各工序的加工內容不同，加工精度也不同，如果設備都具有相同的或相當高的配置，必然造成資金和技術的浪費。
所謂適用是指要適用于所加工的產品；適用于所在的工作環(huán)境，如溫度、濕度、噪音等；適用于工廠的習慣，如工人的操作習慣、設備維修習慣、備件選用習慣等。
綜合考慮設備故障率和整線壽命
設備故障率影響生產成本和產品產量，尤其是當整線由不同廠家的設備組成時，設備故障率就更加重要了。例如，人們往往認為粗加工的精度不高，選擇一般廠家的價格便宜的設備就能夠滿足要求。實際上，恰恰因為這個“一般”廠家的設備故障率高，使得整線開工率大大下降，成為整條線的“水桶短板”。
我們在規(guī)劃發(fā)動機生產線時，沒有僅把單機價格作為評判標準，而是充分考慮了機床的加工工藝參數和加工效率，仔細進行了節(jié)拍計算。價格便宜的機床，往往加工工藝參數低、節(jié)拍長、設備臺數多。我們曾就不同廠家的預報價格作過比較，預報價時“Ｄ”廠的單機價格只是“Ｈ”廠的36%，大家都認為“Ｄ”廠設備便宜，有優(yōu)勢。但是組線下來，“Ｄ”廠需用設備24臺，而“Ｈ”廠只用9臺，全線價格之比變成了96%。如果綜合考慮操作者人數、占地面積、耗電量等因素，“Ｄ”廠單機價格低的優(yōu)勢反而變成了劣勢。
伴隨故障率而來的是整線壽命。高開工率造就了設備的高壽命，反之，高故障的設備則意味著短命，而整線壽命是由其中壽命最短的設備決定的，即生產線壽命的“水桶短板效應”。所以規(guī)劃生產線時要把握全局，全線考慮，確保整線設備都有較高的開工率和較長的壽命。對于確保關鍵參數的把關設備，更不能有半點含糊，要堅決采用過得硬的設備。
配置決定精度、質量、效率和壽命
高質量的配置造就了設備的高精度、高質量、高效率、高壽命。
1、電主軸
主軸是機床的核心。電主軸將機床主軸與主軸電機一體化，減少了傳動鏈，實現(xiàn)了高效傳動。電主軸自帶冷卻循環(huán)系統(tǒng)，高速旋轉保持恒溫，可在20～25℃間設定，精度可達0.7℃，油霧潤滑，使主軸免維修、長壽命、高精度。
2、高速精密軸承
高速精密軸承決定主軸的壽命和負載容量。目前，比較先進的高速軸承有磁懸浮軸承、液體動靜壓軸承和混合陶瓷軸承。磁懸浮軸承利用電磁力將主軸無機械接觸地懸浮起來，轉速可達4.5萬r/min，功率可達20kW，易實現(xiàn)實時診斷和在線監(jiān)控，是理想的支撐元件；液體動靜壓軸承采用流體動靜力相結合的方法，將主軸支撐在油膜中旋轉，徑向和軸向跳動小，剛性好，阻尼特性好，壽命長，不足之處是無通用性，維修、保養(yǎng)困難；氮化硅材質滾珠、軸承鋼材質內外環(huán)制成的混合陶瓷軸承在高速旋轉時離心力小，溫升小，壽命長，最大功率可達80kW，轉速高達15萬r/min，標準化程度高，便于維修，價格低，是目前在高速切削機床上應用最多的軸承。
3、高速伺服系統(tǒng)
高速伺服系統(tǒng)確保了高速度、高精度切削。直線電機伺服系統(tǒng)是由直線電機將電能直接轉化成直線機械運動的動能的推力系統(tǒng)，將機床的進給傳動鏈長度縮短為零，動態(tài)響應敏捷，傳動剛性好、精度高、噪音低，是加速度大于1g的伺服系統(tǒng)的優(yōu)先選擇，只是成本較高。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是目前應用最多的高速伺服系統(tǒng)，新一代的精密高速滾珠絲杠付、絲杠空心強冷、絲母強冷，絲母同空心的伺服電機轉子剛性聯(lián)接，一邊高速旋轉，一邊快速移動(或由絲杠做直線運動，V=120m/min，g=1)，具有結構緊湊、驅動慣量小、噪音低、振動小、熱變形小、動態(tài)特性好等優(yōu)點。
4、CNC控制系統(tǒng)
優(yōu)秀的CNC控制系統(tǒng)能充分發(fā)揮高速切削機床的良好性能。高速主軸、高速伺服系統(tǒng)需要高速度、大容量的控制系統(tǒng)，它運算速度快，精度高，快速響應能力強，無漂移，從而使機床具有優(yōu)異的動力學特征，達到高線性加工精度和高輪廓加工精度。目前，市場上占統(tǒng)治地位的高速度、大容量的CNC控制系統(tǒng)有德國的Siemens840D和日本的Funuc180iMB系統(tǒng)等。
刀具的選用
當確定好機床設備后，就要著手進行刀具的選擇。刀具選擇的一個重要原則就是要充分發(fā)揮高效機床的性能和效率，避免機床在低速、低效狀態(tài)下工作。低效狀態(tài)下工作，高的設備折舊造成生產成本居高不下，導致產品缺乏競爭力。選用高速、高效刀具不要怕貴，既要著眼于刀具的單價，更要著眼于刀具的切削效率和壽命，將單價、效率、壽命以及縮短輔助時間等因素綜合起來考慮。選用高速、高效、高壽命的刀具單件產品，其綜合生產成本可能更低。
據相關資料顯示，發(fā)達國家平均刀具費用占生產成本的4%左右，降低刀具費用30%可降低單件產品生產成本1%，提高刀具壽命50%也可以降低成本1%，而提高效率20%可降低成本15%。所以，高效切削刀具是提高生產效率、降低生產成本最活躍、最有效的因素。
物流及工位容器
生產線的物流應簡潔、流暢，確保生產節(jié)拍，不出現(xiàn)物流中的產品損傷。生產線涉及三種物流，一是毛坯物流，定時定量將毛坯送到生產線；二是成品物流，將生產線的成品定時定量送到裝配線的相應裝配工位，確保裝配節(jié)拍；三是加工過程的物流，加工過程中產品由滾道按節(jié)拍由上工位輸送到下一工位。
為確保物流可靠，應配有必要的工位容量，工位容器應容量適當，結實可靠，方便裝卸，利于物流，并適當地配置智能料架和料盒。
全面、全員、全過程的質量控制
生產線的質量控制主要是在加工過程中由設備進行控制，也就是要樹立好產品是加工出來的，不是檢出來的思想。對于重要參數和關鍵參數，設備要有在線自動檢測、修正補償功能，確保重要參數、關鍵參數達標。對生產線的設備要全員參與，進行全面的、全過程的管理、維護、保養(yǎng)，使設備始終處于良好運行狀態(tài)，這是實現(xiàn)上述思想的關鍵環(huán)節(jié)。設立必要的檢驗工位，進行工人自檢、檢驗員抽檢、巡檢，避免不合格產品流入下一工位。設立最終檢驗工位，用高精度的綜合量儀對重要參數、關鍵參數進行最終檢測、打標。進行全線數據的采集、存儲和追蹤，以便于質量分析、改進及問題的處理。
生產線的平面布置
生產線在廠房內的平面布置，通常是裝配線同機加線垂直布置。布局應間距合理，疏密得當，方便操作，有利物流，適于維修，便于管理。裝配線一般是環(huán)型或一字型布局，而機加線常按U型、S型或一字型布局，還要根據生產線的大小、長短、產量、廠房的格局等具體情況而定。
